JP4478940B2 - 摩擦接合装置 - Google Patents
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第1金属部材と、該第1金属部材より融点の高い第2金属部材とを重ねて点接合する摩擦接合装置において、
回転ツールと、前記回転ツールを回転させる回転駆動手段と、前記回転ツールを回転軸心方向に移動させ、前記第1金属部材を押圧する押圧手段と、前記押圧手段による前記第1金属部材に対する押圧力を段階的に増加させる圧力制御手段と、前記圧力制御手段による制御と連動して前記第1金属部材の接合部分の温度を制御する温度制御手段と、を備え、前記回転ツールの回転による摩擦熱で前記第1金属部材を軟化し、塑性流動させて、前記第1金属部材と前記第2金属部材との合わせ面を固相接合することを特徴とする。このような構成によれば、第1金属部材の温度を調整できるため、第1金属材料の温度が低いことによって生じる剪断や滑り、または、第1金属部材の温度が高いことによって生じる、凝着や剪断を防止することができる。
回転ツール4は、本体部4aと、センタリング(位置決め機能、位置ずれ防止機能)を主目的としたピン部4bとを一体的に有している。本体部4aは、略円柱状に形成され、その先端に本体部4aよりも小径の円柱状のピン部4bが形成されている。ピン部4bの先端面は、本体部4a先端面から突出しており、ピン部4bの軸心は本体部4aの軸心に合致している。
1 接合ガン
2 ロボット
3 制御部
4 回転ツール
5 受け具
Claims (7)
- 第1金属部材と、該第1金属部材より融点の高い第2金属部材とを重ねて点接合する摩擦接合装置において、
回転ツールと、
前記回転ツールを回転させる回転駆動手段と、
前記回転ツールを回転軸心方向に移動させ、前記第1金属部材を押圧する押圧手段と、
前記押圧手段による前記第1金属部材に対する押圧力を段階的に増加させる圧力制御手段と、
前記圧力制御手段による制御と連動して前記第1金属部材の接合部分の温度を制御する温度制御手段と、
を備え、前記回転ツールの回転による摩擦熱で前記第1金属部材を軟化し、塑性流動させて、前記第1金属部材と前記第2金属部材との合わせ面を固相接合することを特徴とする摩擦接合装置。 - 前記圧力制御手段は、前記押圧力を、前記回転ツールの回転開始から所定時間までは予め定めた第1の押圧力に制御し、前記所定時間後は前記第1の押圧力よりも増加した予め定めた第2の押圧力に制御し、
前記温度制御手段は、前記押圧力が前記第1の押圧力に制御されている場合は前記第1金属部材の接合部分を加熱し、前記押圧力が前記第2の押圧力に制御されている場合は前記第1金属部材の接合部分を冷却することを特徴とする請求項1に記載の摩擦接合装置。 - 前記温度制御手段は、前記第1金属部材の接合部分の温度を計測する計測手段を含み、該計測手段からの検出信号により前記第1金属部材の接合部分の温度を調整することを特徴とする請求項1または2に記載の摩擦接合装置。
- 前記温度制御手段は、前記接合部分の温度を予測する温度予測手段を有し、該温度予測手段からの信号により前記接合部分の温度を調整することを特徴とする請求項1、2または3に記載の摩擦接合装置。
- 前記回転ツールは、中央にピン部を有し、該ピン部周りのショルダー部に環状の凹部を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の摩擦接合装置。
- 前記第1金属部材がアルミニウム合金材料、前記第2金属部材が鋼材料であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の摩擦接合装置。
- 前記圧力制御手段による段階的な押圧力の増加に応じて、前記回転駆動手段の回転数を段階的に減少させる回転数制御手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の摩擦接合装置。
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